填挖方边坡的坡率确定机理

工程建设中，一般情况下，挖方边坡多贯彻从下至上坡率逐渐变缓的设置方式，填方边坡多贯彻从下至上坡率逐渐变缓的设置方式。很多技术人员也习以为常，在自然而然的应用，但对于为什么采取这样的设置方式，却有很多人回答不上来。故此，笔者对其设置机理进行说明。

边坡坡率的设置是一个综合考量的结果，主要影响因素可分为自然因素与人为因素两大类。

1、自然因素：主要指地质因素，即地形地貌、岩土体性质、坡体结构、水文地质、地质构造等多方面因素。

1）地形地貌平缓，适当放缓坡率而边坡的高度变化不大，却能有效提高边坡稳定性。反之，地形地貌偏陡，就应适当设置陡坡率而防止坡率偏缓导致边坡高度增加过快。

2）岩体强度较高，即使较陡坡率也可有效确保边坡的稳定。反之，岩体强度偏低，设置较陡坡率就可能导致其应力过于集中而变形。

3）坡体结构是影响坡体稳定性的核心。如陡倾顺层边坡可采用顺层清方，而缓倾顺层边坡如若采用顺层清方则可能导致土石方量过大，环境破坏严重。再如切层边坡一般情况下稳定性较好，故边坡坡率可适当较陡。

4）水是影响边坡稳定性的关键。随着含水量的增加，岩土体物理力学性质下降而导致边坡稳定休止角减小。因此，含水量高的地层，边坡坡率则相对较缓，反之亦然。

5）地质构造决定了岩土体的完整程度、坡体结构、水文地质等地质因素。就岩体的完整方面来说，地质构造越强烈，岩体完整度越低、越破碎，就需设置相应较缓的坡率与之匹配，反之亦然。

2、人为因素：主要指征地条件限制、构造物的位置、人的审美观念，以及一些特殊要求等多方面因素。

1）边坡的开挖或填筑不可避免的需要占用土地，因此，边坡坡率的设置需依据征地红线而结合工程措施进行合理设置；

2）在边坡影响区内存在重要结构物，如高压电塔、文物、建筑物等重要设施时，就需考虑坡率设置对结构物的影响，不能拆迁时就需设置较陡的坡率结合工程措施进行合理设置。

3）作为人造工程，不同的人具有不同的审美观。因此，边坡坡率的设置不可避免地受到人的主观影响。

4）不同行业对边坡要求是有所差异的。如高铁线路边坡为获得更高的安全度，往往边坡坡率或支挡加固措施明显较公路要求更为严格。而市政边坡为获得更好的舒适感而往往采用较缓的边坡坡率。

在以上边坡坡率设置的主要因素中，在某一个具体的边坡坡率设置中并不是都会出现，也并不是都在某一个具体边坡中都发挥着同等重要的作用。而是依据具体边坡选用其中几项或一项，并依据影响因素选取控制因素，对边坡的坡率进行综合应用。但在以上边坡坡率设置的影响因素之中，有一项是每个边坡均应考虑的，那就是岩土体性质。

对于挖方边坡来说，一般情况下，越接近地表，岩土体受外界影响就越强，风化也越强烈，即岩土体性质越弱，休止角越小。反之亦然。因此，为适应岩土体性质，边坡的就体现为从下至上坡率逐渐变缓的设置方式，从而获得较好的坡体整体与局部稳定性。如下图1-1。

图1-1 挖方坡率设置示意图

图1-2 挖方边坡上缓下陡式坡率

对于填方边坡来说，一般情况下，填料的性质是相对比较均匀的。 因此，在确保各级边坡局部稳定性的基础上，边坡从上至下采取渐变缓的坡率设置，可有效扎稳“下盘”，从而有效提高边坡的整体稳定性。甚至有时为进一步提高边坡的稳定性， 扎稳“下盘” 而采用反压护道的形式。 如下图2-1。 否则，如果出现从上至下采取逐渐的坡率设置时就可出现“头重脚轻”的情况出现，那边坡的稳定性就会大打折扣。

图2-1 填方坡率设置示意图

图2-2 填方边坡上陡下缓式坡率

黑格尔说“存在即合理”。 挖方边坡坡率常见的“上缓下陡”和填方边坡坡率常见的“上陡下缓”设置形式，是从古至今劳动人民智慧在实践中的经验总结，是现代岩土工程理论所验证和提供理论指导的，这是岩土体综合性质的直接反映。

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